KR100360910B1 - 배기 파이프 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기파이프 구조에 관한 것으로서,

종래기술로는 가변머플러를 들 수 있는데, 이러한 가변머플러는 기존의 고정된 배기계형상 및 머플러구조로는 다양한 엔진 rpm영역에서 효과적인 성능을 발휘하기가 쉽지 않았던 단점을 보완하기 위하여 밸브개폐를 통해 2가지(저속영역, 고속영역)의 서로 다른 머플러 구조를 가지도록 한 것이며, 밸브를 통해 머플러를 통과하는 배기유동의 경로를 바꾸는 방식인데 이 방식의 단점을 지적한다면 밸브의 개폐를 통해서만 구조를 변경하도록 되어있고, 실제엔진을 단순히 2가지 조건으로만 가정하여 조정되도록 되어있어 엔진의 회전 및 배기량에 민감하게 대처하지 못하는 문제점이 발생하였다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 배기파이프와 머플러의 연결부분에 배기압에 따라 길이가 가변되면서 배기가스의 배출량을 조절하는 가변파이프를 형성하므로서, 엔진의 구동 rpm에 따라 배출되는 배기가스의 배기압에 능동적으로 대처하여 머플러로 배출되는 배기량을 조절함에 따라 엔진의 모든 구동 rpm에 대응하여 배기가스의 유동성을 조절할 수 있고, 구조가 단순하여 제품의 생산성 향상 및 내구성 향상의 효과를 기대할 수 있도록 한 배기파이프 구조에 관한 것이다.

Description

배기 파이프 구조{Exhast pipe apparatus}

본 발명은 배기파이프 구조에 관한 것으로서, 특히 엔진의 구동 rpm에 따라 배출되는 배기가스의 배기압에 능동적으로 대처하여 머플러로 배출되는 배기량을 조절함에 따라 엔진의 모든 구동 rpm에 대응하여 배기가스의 유동성을 조절할 수 있고, 구조가 단순하여 제품의 생산성 향상 및 내구성 향상의 효과를 기대할 수 있도록 한 배기파이프 구조에 관한 것이다.

자동차의 배기장치는 엔진 연소의 생성물인 고온, 고압의 가스를 머플러를 통해 대기상으로 배출할 뿐만 아니라 이때 발생된 연소음을 감쇄시키는 장치로서 널리 사용되고 있다.

이러한 배기계의 기능은 크게 소음저감과 배압저감 이라는 두가지로 크게 나눌 수 있으며 현재까지는 머플러나 파이프 등의 형상을 최적화함으로써 앞서 언급한 두가지 기능에 충실하게 설계되어 왔다.

하지만, 최근에는 소음저감과 배압저감 이라는 두가지 요소를 모두 만족시키려는 시도가 계속해서 진행되었고, 이러한 욕구를 만족시키기 위한 목적으로 가변머플러가 개발되어 장착되어지고 있다.

가변머플러는 저속영역과 고속영역의 상반되는 두가지 조건을 모두 만족시키기 위하여 머플러 내부에 밸브를 설치하여 저속영역에서는 밸브를 닫고 고속영역에서는 밸브를 열도록 구성된 것이다.

그러나, 이러한 가변머플러는 기존의 고정된 배기계형상 및 머플러구조로는 다양한 엔진 rpm영역에서 효과적인 성능을 발휘하기가 쉽지 않았던 단점을 보완하기 위하여 밸브개폐를 통해 2가지(저속영역, 고속영역)의 서로 다른 머플러 구조를 가지도록 한 것이며, 밸브를 통해 머플러를 통과하는 배기유동의 경로를 바꾸는 방식인데 이 방식의 단점을 지적한다면 밸브의 개폐를 통해서만 구조를 변경하도록 되어있고, 실제엔진을 단순히 2가지 조건으로만 가정하여 조정되도록 되어있어 엔진의 회전 및 배기량에 민감하게 대처하지 못하는 문제점이 발생하였다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 배기파이프와 머플러의 연결부분에 배기압에 따라 길이가 가변되면서 배기가스의 배출량을 조절하는 가변파이프를 형성하므로서, 엔진의 구동 rpm에 따라 배출되는 배기가스의 배기압에 능동적으로 대처하여 머플러로 배출되는 배기량을 조절함에 따라 엔진의 모든 구동 rpm에 대응하여 배기가스의 유동성을 조절할 수 있고, 구조가 단순하여 제품의 생산성 향상 및 내구성 향상의 효과를 기대할 수 있도록 한 배기파이프 구조를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

배기파이프와 머플러를 결합하되, 배기파이프의 외주면에 일정크기의 유동홈을 형성하고, 머플러의 일측에는 상기 유동홈을 밀폐하는 하우징을 형성하여 이 하우징의 끝부분을 배기파이프의 외주면에 결합하며, 상기 배기파이프의 내측에는 엔진에서 배출되는 배기압에 따라 머플러 내부로의 출몰길이가 가변되면서 배기가스의 배출량을 조절하는 가변파이프를 형성한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 가변파이프의 외주면상에 유동홈을 관통하여 하우징 내부에 위치하도록 하는 돌기를 돌설하고, 상기 돌기와 머플러 측면 사이에 돌기를 밀어내는 방향으로 탄성을 가하는 탄성체가 형성된 것을 특징으로 한다.

가변파이프의 일측에는 다수의 배출홀이 형성되고, 배기파이프의 연장부인 가이드가 머플러 내부로 일정길이 돌출되면서 가변파이프의 외주면을 감싸도록 형성하여 가변파이프의 출몰길이에 따라 머플러 내부로 노출되는 배출홀의 갯수가 증감하는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 본 발명의 배기 파이프 구조를 보인 단면도.

도 2 는 본 발명의 작동상태를 보인 단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 배기파이프 2 : 머플러

3 : 가변파이프 11 : 유동홈

12 : 가이드 21 : 하우징

31 : 돌기 32 : 탄성체

33 : 배출홀 34 : 노즐부

이하, 첨부된 도면 도 1 과 도 2 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

상기 도면에 의하면, 본 발명은 배기파이프(1), 머플러(2), 가변파이프(3)로 대별 구성된다.

상기 배기파이프(1)는 엔진에서 배출된 배기가스를 안내하는 것으로서, 도면에 도시된 바와같이 통상의 파이프로서 구현한다.

배기파이프(1)의 외주면상에는 후설하는 가변파이프(3)의 돌기(31)가 삽입되어 유동하기위한 유동홈(11)을 형성하고, 이 배기파이프(1)의 연장부인 가이드(12)가 머플러(2)의 내측으로 일정길이 돌출되도록하여 가변파이프(3)의 외주면이 상기 가이드(12)에 의해 감싸지도록 하여 이 가이드(12)에 의해 가변파이프(3)의 전후진 동작에 대한 직진성이 보장되도록 하였다.

머플러(2)는 상기 배기파이프(1)와 결합되는 것으로서, 이 머플러(2)의 일측에는 상기 유동홈(11)의 상측 공간을 밀폐시키기 위한 하우징(21)을 형성한다.

이 하우징(21)의 끝부분은 배기파이프(1)의 외주면에 결합하여 유동홈(11)이 외부와 차단되도록 한다.

상기 가변파이프(3)는 배기파이프(1)의 내측에 결합되는 것으로서, 그 일측(배기가스 유입구측)에는 유입되는 배기가스가 중앙부분으로 모이도록 하기위한 노즐부(34)가 일정각도 경사지게 형성되고, 그 타측으로는 배기가스의 배출을 위한다수의 배출홀(33)이 형성되어 있다.

상기 배출홀(33)은 그 일부분이 가이드(12)에 의해 막혀지도록 형성된다.

가변파이프(3)의 외주면상에는 상기 유동홈(11)을 관통하여 돌출되도록 돌기(31)가 돌출 형성되며, 이 돌기(31)와 머플러(2)의 사이에는 돌기(31)를 머플러(2)로부터 밀어내는 방향으로 탄성을 가하는 탄성체(32)가 설치된다.

이와같이 구성되는 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

엔진이 구동하여 엔진에서 일정양의 배기가스가 배출되면, 엔진에서 배출된 배기가스는 배기파이프(1)를 통해 유동하여 머플러(2)로 공급된다.

이때, 배기파이프(1)를 통해 유입된 배기가스는 가변파이프(3)의 일측에 경사지게 형성된 노즐부(34)를 통과하면서 파이프의 중앙부분으로 몰리면서 이동하게되고, 이 이동하는 배기가스는 가변파이프(3)의 타측 끝부분에 다다르게되어 일부는 배출홀(33)을 통해 배출되고 일부는 가변파이프(3)의 끝분에 부딪히면서 가변파이프(3)를 머플러(2) 내부측으로 밀어내게 된다.

상기 배기가스의 배기압에 의해 가변파이프(3)가 머플러(2) 안쪽으로 밀리는 힘과 돌기(31)를 탄지하고 있는 탄성체(32)의 탄성이 서로 상쇄될때에는 가변파이프(3)는 움직이지 않고 그상태를 유지하게된다.

하지만, 엔진의 구동 rpm이 증가하여 엔진에서 배출되는 배기가스의 배기압이 증가하면, 이 배기압에 의해 가변파이프(3)를 머플러(2) 측으로 밀어내는 힘이 탄성체(32)의 탄성력보다 강해지게되어 가변파이프(3)는 탄성체(32)의 탄성을 이기고 전진하게 된다.

상기 가변파이프(3)가 전진하면, 도 2 에 도시된 바와같이 가이드(12)에 의해 감춰져있던 배출홀(33)들이 모두 개방되면서 배기가스가 배출될 수 있는 배출홀(33)의 갯수가 증가하게되어 머플러(2) 내부로는 보다 많은 양의 배기가스가 공급되게되어 전체적으로볼때 배기가스의 유동이 원활해지는 것이다.

또한, 상기와같이 배기가스가 가변파이프(3)에 형성되어있는 다수의 배출홀(33)을 통과하면서 그 배기압이 감소함은 물론 배기소음 또한 현저히 감소하게되는 효과를 기대할 수 있다.

상기 설명에서는 본 발명이 단순히 기계적인 구성요소들만의 조합으로 이루어진 것을 일예로하여 설명하였으나, 전자제어장치 및 ECU등이 모듈화되어가는 기술측면을 고려해볼때 필요에 따라서는 배기압센서, 변위측정센서 등과같은 여러가지의 센서를 이용하여 가변파이프(3)의 출몰동작을 자동제어하는 것도 가능함을 밝혀둔다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 배기파이프와 머플러의 연결부분에 배기압에 따라 길이가 가변되면서 배기가스의 배출량을 조절하는 가변파이프를 형성하므로서, 엔진의 구동 rpm에 따라 배출되는 배기가스의 배기압에 능동적으로 대처하여 머플러로 배출되는 배기량을 조절함에 따라 엔진의 모든 구동 rpm에 대응하여 배기가스의 유동성을 조절할 수 있고, 구조가 단순하여 제품의 생산성 향상 및 내구성 향상의 효과를 기대할 수 있도록 한 배기파이프 구조를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (4)

1. 배기파이프(1)와 머플러(2)를 결합하되, 배기파이프(1)의 외주면에 일정크기의 유동홈(11)을 형성하고, 머플러(2)의 일측에는 상기 유동홈(11)을 밀폐하는 하우징(21)을 형성하여 이 하우징(21)의 끝부분을 배기파이프(1)의 외주면에 결합하며, 상기 배기파이프(1)의 내측에는 엔진에서 배출되는 배기압에 따라 머플러(2) 내부로의 출몰길이가 가변되면서 배기가스의 배출량을 조절하는 가변파이프(3)를 형성한 것을 특징으로 하는 배기파이프 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가변파이프(3)의 외주면상에 유동홈(11)을 관통하여 하우징(21) 내부에 위치하도록 하는 돌기(31)를 돌설하고, 상기 돌기(31)와 머플러(2) 측면 사이에 돌기(31)를 밀어내는 방향으로 탄성을 가하는 탄성체(32)가 형성된 것을 특징으로 하는 배기파이프 구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   가변파이프(3)의 일측에는 다수의 배출홀(33)이 형성되고, 배기파이프(1)의 연장부인 가이드(12)가 머플러 내부로 일정길이 돌출되면서 가변파이프(3)의 외주면을 감싸도록 형성하여 가변파이프(3)의 출몰길이에 따라 머플러(2) 내부로 노출되는 배출홀(33)의 갯수가 증감하는 것을 특징으로 하는 배기파이프 구조.
4. 제 1 항에 있어서,

   가변파이프(3)의 배기가스 유입구측에는 유입되는 배기가스가 중앙부분으로 모이도록 하는 노즐부(34)가 일정각도 경사지게 형성된것을 특징으로하는 배기파이프 구조.